Забезпечення параметрів мікроклімату однородинного двоповерхового житлового будинку із використанням альтернативних джерел енергії у місті Золочів Львівської Області.
Автор: Миляновський Назар Володимирович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплогазопостачання і вентиляція
Інститут: Інститут будівництва та інженерних систем
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2024-2025 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: В магістерській роботі здійснюється проєктування сучасних енергоощадних систем забезпечення мікроклімату однородинного житлового будинку в м. Золочів Львівської обл. за допомогою відновлювальних джерел енергії. Джерелом теплопостачання на потреби опалення і гарячого водопостачання є чотири водяні плоскі сонячні колектори Viessman Vitosol 100-FM з оптичним ККД – 0,817 і коефіцієнтом тепловтрат 4,64 Вт/(м 2 ? ?), що розміщений на південній стороні даху будинку, твердопаливний настінний котел із відкритою камерою згоряння Vissman Witopend-100 тепловою потужністю 30 кВт і твердопаливний котел Attack F6DA тепловою потужністю 30 кВт. Система опалення запроєктована горизонтальна двотрубна тупикова з нижнім розведенням магістралей. Теплоносієм є вода з параметрами 80 ? в подаючій магістралі і 60 ? у зворотній магістралі. Нагрівальні прилади є сталеві панельні радіатори моделі Ventril Compact з боковим підключенням фірми Purmo. Трубопроводи систем опалення монтуються з полівінілхлоридних труб фірми KAN-therm, прокладаються в конструкції підлоги в термоізоляції Thermaflex товщиною 6 мм. Вентиляція будинку є припливно-витяжна з природним спонуканням повітря. Витяжка повітря здійснюється через внутрішньостінові вентиляційні канали кухонь та санвузлів, а приплив повітря відбувається у житлових кімнатах через вікна та місцеві припливно-витяжні установки з рекуперацією тепла PRANA. Відведення продуктів згорання газу від котла та твердопаливного котла відбувається через димохід O130 мм у цегляні димові канали 140 x 270 мм, внутрішні стінки яких захищаються коробом із оцинкованої сталі товщиною 0,8 мм. Система гарячого водопостачання отримує тепло з теплового акумулятора, який отримує тепло з настінного газового котла, твердопаливного котла, сонячних теплових колекторів. У науковій частині роботи удосконалена та науково обґрунтована адекватна математична модель надходження сонячної енергії на систему потрійно-орієнтованих сонячних колекторів, що дало змогу здійснювати теоретичний аналіз даних систем та вирішувати задачі їх оптимізації; на основі реалізації удосконаленої моделі надходження сонячної енергії одержано залежності, що дають змогу визначити оптимальні кути встановлення потрійно-орієнтованих сонячних колекторів в системі теплопостачання; отримала подальший розвиток залежність ефективності плоского сонячного колектора та системи СТ в цілому від кута нахилу та азимутального кута встановлення сонячного колектора по відношенню до падіння теплового потоку та його інтенсивності, що дало змогу вибрати граничні азимутальні відхилення потрійно-орієнтованої системи сонячних колекторів; отримала подальший розвиток залежність зміни ефективності системи СТ із потрійно-орієнтованими сонячними колекторами та термоакумуляцією від їх взаємоорієнтації, що дало можливість встановити оптимальні кути (азимутальний кут та кут нахилу) встановлення сонячних колекторів такої системи; вперше обґрунтована можливість застосування комбінованих геліонагрівників із потрійно-орієнтованим теплопоглиначем для теплопостачання, що дало змогу знизити собівартість системи СТ. Експериментальні дослідження проводились за таких умов, припущень та спрощень: густина випромінювання прийнята однаковою по всій площині сонячного колектора; сонячний колектор не затінювався; вплив відбитої енергії від оточуючих предметів та від СК не враховувався; прийнято довірчу ймовірність результатів експерименту ? = 0,95. Під час проведення досліджень була встановлена необхідна витрата теплоносія, яка підтримувалась сталою впродовж експерименту. Вимірювались такі величини: інтенсивність потоку енергії, що випромінює джерело; температура теплоносія на вході та виході із сонячного колектора; температура теплоносія в бакові-акумуляторові; температура та швидкість оточуючого повітря біля сонячного колектора; витрата теплоносія. Досліди проводились рандомізовано в часі, щоб виключити вплив систематичних похибок, викликаних зовнішніми чинниками. Достовірність усіх результатів експериментальних досліджень було обґрунтовано перевіркою на адекватність отриманих математичних моделей за відповідними критеріями Стьюдента, Фішера та Кохрена за границі довірчого інтервалу ? = 0,95. Розроблено схемні рішення систем СТ із використанням потрійно- орієнтованих сонячних колекторів та термоакумуляцією в секційному бакові- акумуляторові. У табл. 1 подано типоряд розроблених конструкцій комбінованого геліонагрівника із потрійно-орієнтованим теплопоглиначем та перегородкою для циркуляції теплоносія (рис. 3). Наведені основні схемні рішення використання розроблених геліонагрівників. На основі теоретичних та експериментальних досліджень з використанням відомих методів розрахунку систем СТ удосконалено метод та алгоритм розрахунку системи СТ із потрійно-орієнтованими сонячними колекторами та комбінованими геліонагрівниками. Об’єкт дослідження – однородинний житловий будинок в м. Золочів Львівської обл.. Предмет дослідження – параметри мікроклімату приміщень житлового будинку. Мета дослідження – наукове обґрунтування і розробка удосконалених комбінованих систем теплопостачання із потрійно-орієнтованими сонячними колекторами та термоакумуляцією і створення методу їх розрахунку. Ключові слова – зовнішні захищення, параметри теплоносія, джерело теплоти, сонячний колектор, енергозбереження. Перелік використаних літературних джерел 1. ДБН В.2.6-31:2021 «Теплова ізоляція та енергоефективність» - K.: Мінбуд України, 2022. 2. ДСТУ-Н Б В. 1.1-27:2010 “Будівельна кліматологія” - K.: Мінбуд України, 2010. 3. ДСТУ Б В.2.6-189:2013 Методи вибору теплоізоляційного матеріалу для утеплення будівель 4. ДБН В.2.5-67:2013 “ Опалення, вентиляція та кондиціонування” - K.: Мінбуд України, 2013;. 5. Гершкович В. Ф. Теплова помпа у багатоповерховому житловому будинку. Це на перспективу чи вже сьогодні? / В. Ф. Гершкович // Ринок інсталяцій. ? 2009. ? № 1. ? С. 32-33. 6. Дудюк Д. Л. Нетрадиційні (відновні) джерела енергії / Д. Л. Дудюк, С. С. Мазепа. ? Львів : РВВ Укр ДЛТУ, 2004. ? 68 с. 7. Жуковський С.С., Лабай В.Й. Системи енергопостачання і забезпечення мікроклімату будинків та споруд: Навчальний посібник для ВЗО. – Львів: Астрономо-геодезичне товариство, 2000. – 259 с. 8. Лабай В.Й. Кондиціювання повітря та холодопостачання (з використанням місцевих автономних кондиціонерів): Конспект лекцій. – Бережани Тернопільської області: Тріада Плюс, 2004. – 72 с.